基于MSP430单片机的电机智能转速监测系统设计
基于MSP430单片机的直流电机PWM调速系统的研究
基于MSP430单片机的直流电机PWM调速系统的研究一、本文概述随着微控制器技术的快速发展，其在各种控制系统中的应用也日益广泛。
MSP430单片机作为一种低功耗、高性能的微控制器，被广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
其中，直流电机PWM调速系统就是MSP430单片机的一个重要应用领域。
本文旨在研究基于MSP430单片机的直流电机PWM调速系统。
我们将介绍MSP430单片机的基本特性及其在直流电机控制中的优势。
然后，我们将详细分析PWM（脉冲宽度调制）调速系统的基本原理和优点，以及如何在MSP430单片机上实现PWM控制。
接下来，我们将通过硬件设计和软件编程，构建一个基于MSP430单片机的直流电机PWM调速系统，并对其性能进行实验验证。
我们还将讨论该系统在实际应用中的潜力和可能面临的挑战，如噪声干扰、电机保护、系统稳定性等问题，并提出相应的解决方案。
我们将总结本文的主要研究成果，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，我们希望能够为MSP430单片机在直流电机PWM 调速系统中的应用提供理论和实践指导，推动相关技术的发展和应用。
二、MSP430单片机概述MSP430单片机是德州仪器（Texas Instruments，简称TI）推出的一款低功耗、高性能的微控制器。
其独特的设计理念和广泛的应用场景，使得MSP430单片机在众多嵌入式系统中占有一席之地。
MSP430单片机以其超低的功耗、丰富的外设资源、高效的指令集以及灵活的编程方式，被广泛应用于各种低功耗、实时性要求高的嵌入式系统中。
MSP430单片机具有多种型号，涵盖了不同的性能和功能需求。
其核心采用精简指令集（RISC）架构，使得指令执行速度更快，效率更高。
MSP430单片机还具有丰富的外设接口，如串行通信接口（UART）、SPI、I2C等，方便与外部设备进行通信。
在直流电机PWM调速系统中，MSP430单片机扮演着关键角色。
通过编程控制PWM波的占空比，MSP430单片机可以实现对直流电机的精确调速。
基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!科技情报开发与经济ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００６年第１６卷第８期测试，测试结果见图５。
从图５中可以看出美国ＯＭＥＧＡ公司Ｂｕｔｔ－Ｗｅｌｄｅｄ热电偶响应时间约为４１．６ｍｓ。
由于实验条件的限制，此响应时间的测试存在误差，这与美国ＯＭＥＧＡ公司提供的时间常数（３００ｍｓ）略有差别，但是可以认为此热电偶响应时间的理论值与实测值在实验不确定范围内是基本吻合的。
这种动态特性的测试方法也适用于其他表面温度传感器。
与此同时，也说明了美国相干公司Ｋ—５００型高功率ＣＯ２激光器可以作为瞬态表面高温传感器动态特性测试的加热热源。
参考文献［１］郝晓剑．瞬态表面高温测量与动态校准技术研究［Ｄ］．太原：中北大学，２００５：６６－６８．（责任编辑：王雅利）───────────────第一作者简介：郭华玲，女，１９７６年生，现为中北大学测控技术及仪器专业２００３级在读硕士研究生，中北大学信息与通信工程学院，山西省太原市，０３００５１．ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＢｕｔｔ－ＷｅｌｄｅｄＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅＳｔｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＭｏｄｕｌａｔｅｄＬａｓｅｒＧＵＯＨｕａ－ｌｉｎｇＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｍａｋｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｔｅｓｔｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｅｄｈｉｇｈｐｏｗｅｒＣＯ２ｌａｓｅｒａｓｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｓｅｔｓｕｐａｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＡＢｕｔｔ－ＷｅｌｄｅｄｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｏｆｃｏｍｐａｎｙＯＭＥＧＡｈａｓｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｂｙｕｓｉｎｇＤＩＡＭＯＮＧＯＭＥＧＡｓｅｒｉｅｓＫ—５００ｔｙｐｅＣＯＲＨＥＮＴＣＯ２ｌａｓｅｒ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅＢｕｔｔ－Ｗｅｌｄｅｄｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｉｓ４１．６ｍｓ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ；ｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ；ＣＯ２ｌａｓｅｒ直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好，且在宽范围内平滑调速等特点而在工业部门中得到广泛应用。
毕业设计(论文)基于单片机的智能型电机转速测定仪设计
目录1 引言 (2)2 系统实现 (2)3 硬件设计 (2)3.1 方案实现原理 (2)3.2 硬件设计框图 (3)3.3 硬件电路原理图 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3.4 槽型光电传感器ITR8402 (4)3.5 ISP下载口 (5)3.6 电源电路 (5)3.7 脉冲信号完成电路 (5)3.8 单片机控制系统电路 (6)3.9 超速报警电路 (7)3.10 PCB连线 (8)4 程序设计 (8)4.1 程序设计思路 (9)4.2 系统程序 (10)5 设计总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录 (16)智能型电机转速测定仪设计摘要：本文详细介绍了一种基于单片机的智能型电机转速测定仪的设计。
该设计以at89s52单片机作为主控核心，与光电传感器、LED数码管、蜂鸣器等构成硬件操作，再利用C语言编程，最终完成电机转速测定仪的设计。
本文详细阐述了如何利用光电传感器实现电机转速的信号接受，运用单片机单片机at89s52对脉冲信号进行处理计算，然后通过数码显示管显示出来。
关键词：测速；光电传感器；at89s52单片机最小系统；电机；数码管；Intelligent Motor Speed Cryoscope DesignDengqiulingInformation Science and Technology school, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang , 524048Abstract: This paper introduces a kind of intelligent motor speed based on single chip design of the HSP. This design as the core, at89s52 SCM control with photoelectric sensors, LED digital tube, hardware composition, etc, buzzer reusing the C programming language, and finally finished the design of motor speed tester. This paper expounds how to realize the motor speed by photoelectric sensor signal by monolithic integrated circuit at89s52 SCM, on the pulse signal processing, and then calculated by XianShiGuan digital display.Keywords: speed; Photoelectric sensor; At89s52 SCM system of minimum; Motor; Digital tube;1 引言近年来，随着电力电子技术、计算机技术及控制技术等的快速发展，伺服驱动系统不断朝着数字化、智能化方向发展.要满足高性能伺服驱动系统高精度、高可靠性等要求，转速控制是实现的关键环节.如何获得电动机精确的转速信号以实现转速的高精度控制，就成了单片机控制电机测度的一个突出的问题之一。
基于MSP430单片机的步进电机控制系统设计
基于MSP430单片机的步进电机控制系统设计步进电机是一种电动机，能够将电脉冲信号转换为机械转动。
它具有结构简单、运行平稳、响应速度快、定位精度高等特点，广泛应用于各种机械设备中。
本文主要介绍基于MSP430单片机的步进电机控制系统的设计。
1.系统硬件设计步进电机控制系统的硬件设计需要包括MSP430单片机、步进电机、电源以及其他辅助电路。
1.1MSP430单片机MSP430系列是由德州仪器公司推出的一款低功耗、高性能的16位单片机。
它具有低功耗、高计算性能、丰富的接口资源等特点，非常适合用于步进电机控制系统。
1.2步进电机步进电机是由转子、定子、绕组和传感器组成，可以完成定距离的转动。
根据具体需求，可以选择不同类型的步进电机，如单相、双相、两相、三相等。
1.3电源步进电机控制系统需要提供稳定的电源供电。
可以采用直流电源或者交流电源，具体电压和电流根据步进电机的额定参数确定。
1.4辅助电路辅助电路包括电机驱动电路、电流控制电路、保护电路等。
电机驱动电路可以选择使用驱动芯片，如L293D芯片，来驱动步进电机。
电流控制电路用于控制步进电机的电流大小，保护电路用于保护步进电机不受过电流、过压等问题的影响。
2.系统软件设计步进电机控制系统的软件设计需要编写相应的程序代码，并通过MSP430单片机来控制步进电机的运动。
2.1硬件初始化在软件设计开始之前，需要对MSP430单片机的相关硬件进行初始化设置。
包括设置时钟源、引脚功能、定时器等。
根据具体的单片机型号，可以参考官方提供的资源来进行初始化设置。
2.2电机控制算法步进电机的控制主要通过控制电流脉冲来实现。
根据步进电机的型号和控制要求，可以选择不同的控制算法，如单相步进、双相步进或者微步控制等。
通过控制电流脉冲的频率、信号大小来控制步进电机的转动方向以及速度。
2.3交互界面设计可以通过开发板上的按键、液晶显示屏、串口等方式，设计一个交互界面，用于用户输入控制命令、设置参数以及显示系统状态等。
基于MSP430单片机的步进电机控制器的设计与实现
基于MSP430单片机的步进电机控制器的设计与实现步进电机是一种常见的电动机类型，它通过以固定的步进角度运动来驱动机械装置。
MSP430单片机是一种低功耗、高性能的微控制器，适合用于步进电机控制器的设计与实现。
本文将介绍基于MSP430单片机的步进电机控制器的设计与实现方法。
首先，我们需要了解步进电机的原理和工作方式。
步进电机的转动是通过控制电流的方向和大小来实现的。
根据步进电机的类型和设计参数，我们可以确定所需的控制电流和相位方式。
常见的步进电机类型有单相和双相两种，其中双相步进电机是最常见的。
接下来，我们需要确定MSP430单片机的引脚分配。
通常，步进电机的驱动信号需要4个引脚来控制，分别是两个控制电流的引脚（A+和A-）和两个控制电流的引脚（B+和B-）。
根据MSP430单片机的引脚数量和功能，我们可以选择适当的引脚来连接步进电机。
设计步进电机控制器的核心是编写控制算法。
在MSP430单片机上，我们可以使用C语言或汇编语言编写程序来控制步进电机的转动。
下面是一个简单的C语言程序示例：```c#include <msp430.h>#define APlus BIT0 // P1.0对应步进电机A+引脚#define AMinus BIT1 // P1.1对应步进电机A-引脚#define BPlus BIT2 // P1.2对应步进电机B+引脚#define BMinus BIT3 // P1.3对应步进电机B-引脚void delay(unsigned int ms) //延时函数unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++)for (j = 0; j < 110; j++);void main(void)WDTCTL=WDTPW，WDTHOLD;//停止看门狗定时器P1DIR = APlus ， AMinus ， BPlus ， BMinus; // 设置引脚为输出模式while (1)P1OUT = APlus ， BPlus; // 设置两个控制电流引脚为高电平delay(500);P1OUT = AMinus ， BPlus; // 设置两个控制电流引脚为高低电平delay(500);P1OUT = AMinus ， BMinus; // 设置两个控制电流引脚为低电平delay(500);P1OUT = APlus ， BMinus; // 设置两个控制电流引脚为高电平低电平delay(500);}```以上程序实现了一个简单的步进电机控制器。
基于MSP430的直流电机调速系统
摘要本设计介绍了一种基于MSP430单片机实现的单闭环直流电机的调速系统，随着我国工业的发展，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
由于MSP430系列的单片机具有处理能力强、运算速度快、集成度高、外部设备丰富、超低功耗等优点, 本设计介绍了一种基于MSP430单片机实现的单闭环直流电机的调速系统，该系统利用MSP430单片机的Timer-A模式产生PWM波，通过改变PWM波的占空比来控制电机的速度，并着重介绍了PWM的调速原理。
其中采用光耦隔离的方法实现单片机与外部电路之间的电气隔离，PWM波经过功率驱动芯片放大后控制直流电机的电枢电压进行平滑调速并由霍尔元件检测出直流电机转速构成的速度反馈，设置四个独立性键盘分别控制电机的正反转、加速和减速，最后通过LED动态显示出直流电机的转速。
采用MSP430单片机控制直流电机的转速取代了以往的模拟控制，使控制精度高，而且方便系统的升级和改进，灵活性和适应性更强。
关键词：MSP430 PWM调速直流电机AbstractThis design introduces a MSP430 Microcontroller based single-loop DC motor speed control system, as Chinese industrial development, more and more production machinery required to achieve automatic speed control. MSP430 family of microcontrollers have the processing capacity, fast speed, high integration, the external device rich, ultra-low power consumption, etc.The design introduces a MSP430 Microcontroller based single-loop DC motor speed control system.The system uses the MSP430 microcontroller Timer-A mode PWM wave generated by changing the duty cycle of PWM wave to control motor speed, and highlights the PWM speed control principle. One method of using opto isolation between SCM and electrical isolation between the external circuit, PWM wave amplification through the power driver chip controls the DC motor armature voltage for smooth speed detected by the Hall element constitutes the speed of DC motor speed feedback. Set of four independent keyboard control motor, respectively, reversing, acceleration and deceleration. Finally, dynamic LED display DC motor speed. MSP430 MCU control with the speed of DC motor instead of a conventional analog control, the control of high precision, and easy system upgrades and improvements, greater flexibility and adaptability.Keywords: MSP430 PWM speed control DC motor目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的目的意义 (1)1.1.1 设计目的 (1)1.1.2 设计的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 主要内容及方法手段 (2)1.3.1 主要内容 (2)1.3.2 方法手段 (2)1.3.3 预期达到的结果 (3)第二章器件的选用 (4)2.1 单片机MSP430 (4)2.1.1 MSP430的特点 (4)2.1.2 MSP430型号的选择 (4)2.1.3 MSP430F149 (5)2.2 电气隔离 (9)2.2.1 光耦的选择 (9)2.2.2 TLP521简介 (9)2.3 驱动模块 (11)2.3.1 驱动芯片的选择 (11)2.3.2 L298的介绍 (11)2.3.3 L298的引脚功能 (11)2.4 显示方式 (12)2.5 测速模块 (13)2.5.1 测速元件的选择 (13)2.5.2 霍尔效应及其原理 (13)2.5.3 CS3020的特征及应用 (14)2.5.4 CS3020的引脚说明 (14)2.6 键盘的选择 (15)第三章硬件电路设计 (16)3.1 系统设计原理 (16)3.2 单片机的最小系统 (16)3.2.1 电源 (16)3.2.2 复位电路 (18)3.2.3 晶体 (18)3.3 PWM波调速 (19)3.3.1 直流电机PWM的调速原理 (19)3.3.2 Timer-A实现PWM (20)3.3.3 键盘调速 (23)3.4 电机驱动电路 (24)3.4.1 电气隔离电路 (24)3.4.2 驱动电路 (25)3.5 LED显示 (27)3.6 测速电路 (28)第四章结论与展望 (30)4.1 结论 (30)4.2 展望 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)附录B (41)第一章绪论1.1 课题研究的目的意义1.1.1 设计目的随着我国工业的发展，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
基于单片机的电机转速测量系统设计
基于单片机的电机转速测量系统设计一、绪论电机是现代工业生产中常用的电力传动装置，其转速的准确测量对于工业生产的稳定运行和质量控制具有重要意义。
本文设计了一种基于单片机的电机转速测量系统，通过对电机转速的实时监测和数据采集，实现对电机运行状态的有效控制和管理。
二、系统设计方案1.硬件设计：a.使用单片机作为控制核心，选择适合的单片机芯片，如STC89C52b.采用光电传感器作为转速检测元件，通过将光电传感器的发光管与光敏电阻相对应，并将其安装在电机转轴上，当转轴旋转时，光敏电阻会根据光线的变化产生电信号，通过电压变化实现转速测量。
c.添加滤波电路，通过对信号进行滤波处理，保证测量结果的稳定性和准确性。
d.利用LCD液晶显示模块，显示电机的实时转速。
e.设计相关电源和电路，保证系统正常运行。
2.软件设计：a.使用C语言编程，通过单片机的编程框架，编写测量转速的程序。
b.通过定时器中断的方式，实时采集光电传感器的信号，并进行信号处理，得到电机的实时转速值。
c.将转速值存储在内部存储器中，以备后续分析和处理。
d.利用LCD液晶显示模块，将转速值显示在LCD屏幕上，实现实时监测。
三、系统特点1.精确度高：通过光电传感器和滤波电路的配合使用，能够准确测量电机的转速，保证测量结果的准确性。
2.实时监测：通过单片机的编程，能够实时监测电机的转速，及时发现异常情况并进行处理。
3.数据采集:可以将转速数据存储在内部存储器中，方便后续分析和处理，实现对电机的有效控制和管理。
4.易于操作：通过LCD液晶显示模块，能够直观地显示转速值，操作简单方便。
5.低成本：该系统采用单片机作为核心，硬件设备简单，成本较低。
四、系统优化1.添加报警功能：当电机转速超过设定值或低于设定值时，系统能够及时发出警报提示操作人员，防止电机在异常情况下继续运行，保护设备安全。
2.添加通信功能：通过添加通信模块，将转速数据传输至上位机或者其他设备，实现对电机的远程监控和控制。
基于单片机的转速测量系统的设计
1 绪论1.1 单片机测控系统单片机可以构成各种工业控制系统、适应控制系统、数据采集系统等。
在这个领域中，有不少是采用通用CPU单板机或通用计算机系统。
随着单片机技术的发展，大部分都可以用单片机系统或单片机加通用机系统来代替。
如气轮机电液调节系统、调速系统等。
典型的应用系统是单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统，它包括系统扩展和系统配置两部分内容。
应用系统如图1.1所示，整个系统由基本部分和测控增强部分及外设增强部分构成。
基本部分是外围芯片的扩展及功能键盘、显示器配置，通过总线连接而成，测控增强部分主要是传感器接口与伺服驱动控制接口。
它们直接与工业现场相连，是干扰进入的主要通道，一般要采取隔离措施[1]。
图1.1 单片机典型应用系统对于数字量（频率、周期、相位、计数）的采集后可通过I/O口输入，数字脉冲可直接作为计数输入、测试输入、I/O口输入或中断源输入进行事件计数、定时计数、实现脉冲的频率、相位及计数测量。
对于模拟量的采集，则应通过A/D变换后送入总线口，I/O口或扩展I/O口，并配以相应的A/D转换控制信号及地址线。
对于开关量的采集则一般通过I/O口或扩展I/O口线。
应用系统可根据任何一种输入条件或内部运行结果进行输出控制。
开关量输出控制有时序开关、逻辑开关、信号开关阵列等，通常，这些开关量也是通过I/O口或扩展I/O 口输出。
模拟量的输出常为伺服驱动控制，控制输出通过D/A变换后送入伺服驱动电路。
1.2 转速测量在国民经济中的应用转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用中有其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中，有重要的意义。
下面列举二例加以说明。
1.2.1 转速测量在调速系统中的应用直流电机具有良好的起、制动性能，易于在宽广范围内平滑调速，所以长期以来在要求调速指标较高的场合获得了广泛应用。
基于MSP430步进电机控制器的设计
基于MSP430步进电机控制器的设计摘要随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。
研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
本设计是采用MSP430单片机对步进电机的控制，通过I/O口输出的时序方波作为步进电机的控制信号，信号经过芯片ULN2003驱动步进电机；同时，用 4个按键来对电机的状态进行控制，并用数码管动态显示电机的转速。
系统由硬件设计和软件设计两部分组成。
其中，硬件设计包括MSP430单片机的电源模块、键盘控制模块、测速模块、步进电机驱动（集成达林顿ULN2003）模块、数码显示（SM420361K数码管）模块6个功能模块的设计，以及各模块在电路板上的有机结合而实现。
软件设计包括键盘控制、步进电机脉冲、数码管动态显示以及转速信号采集模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制，并将步进电机的转动速度动态显示在LED数码管上，对速度进行实时监控显示。
软件采用在IAR for MSP430软件环境下编辑的C语言。
本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。
关键词：步进电机 MSP430单片机角位移转速控制方向控制AbstractWith the development of microelectronics and computer technology, increasing demand for stepper motor, which is widely used in printers, electronic toys and consumer products such as CNC machine tools, industrial robots, medical equipment and electrical products, and its various national fields are applied. Of stepper motor control system to improve the control accuracy and response speed, energy conservation and so important.This design is used MSP430 of Stepping motor control, through the IO port as a square wave output of the timing of step motor control signal, the signal through the ULN2003 driver chip stepper motor; the same time, with four buttons to the status of the motor control, and dynamic display with digital control motor speed.System consists of hardware and software design of two parts. Among them, the hardware design, including minimum system MSP430 microcontroller, power supply module, keyboard control module, stepper motor drive (integrated Darlington ULN2003) module, digital display (SM420361K digital control) module, speed modules (including the Hall probe UGN3020) six function modules, and each module in the circuit board to achieve the organic combination. Software design, including keyboard control, stepping motor pulse, the digital dynamic display and speed signal acquisition module, control procedures, and ultimately to the stepper motor rotation direction and rotation speed control of stepper motor rotation speed and dynamic display in the LED digital tube, real-time monitoring of the speed display. Software used in the software environment to edit IAR for MSP430 C language. This system has the intelligence, practicality and reliability features.Key Words：Stepping motor MSP430 Angular displacement Speed control Direction control目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外发展现状 (1)1.3本文设计的任务 (3)第二章系统概述 (4)2.1系统的总体框架 (4)2.1.1 系统的组成 (4)2.1.2系统的工作原理 (5)2.2系统的主要功能 (5)2.2.1 步进电机的主要功能 (5)2.2.2 系统的特点 (5)3.1MSP430系列单片机简介 (6)3.1.1 MSP430系列单片机功能特性 (6)3.1.2 MSP430系列单片机的应用 (8)3.2MSP430F149型单片机 (8)3.2.1 MSP430F149的引脚图 (8)3.2.2 MSP430F149的微处理器CPU (9)3.2.3工作方式 (9)3.3步进电机 (11)3.3.1 步进电机概述 (11)3.3.2 步进电机的特性 (11)3.3.3 步进电机的种类 (12)3.3.4 永磁步进电机的控制原理 (12)3.4步进电机控制器系统的组成 (14)3.4.1 电源设计 (15)3.4.2 键盘控制电路 (15)3.4.3 LED数码显示电路 (16)3.4.4 测速电路介绍 (18)3.4.5 步进电机驱动电路 (19)第4章控制系统软件的设计 (22)4.1程序设计前期准备 (22)4.1.1 程序设计平台 (22)4.1.2 程序设计思路 (24)4.2程序流程图 (25)4.2.1 主程序流程图 (25)4.2.2 读键盘子程序流程图 (26)4.2.3 键盘处理子程序流程图 (27)4.2.4 电机控制中断程序流程图 (30)第5章系统调试 (35)5.1系统的调试 (35)5.2运行结果 (35)第6章总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (41)南京工业大学本科生毕业设计（论文）第一章绪论1.1 课题背景当今社会，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。
基于MSP430单片机的步进电机控制系统设计
单 片 机 的 应 用 程 序 。 通 过 综 合 利 用 ’()%$"*&$# 单 片 机 的
+,’-./0 中 断 模 块 ， 串 行 异 步 通 信 模 块 ， 键 盘 以 及 1-2
的接口以及配套的相应设备， 可 以 建 立 步 进 电 机 控 制 系 统 模型。它具有通过串口和按键 两 种 控 制 方 式 控 制 步 进 电 机 的转速、旋转方向以及启动和停止步进 电 机 ， 并 且 在 1-2 上显示当前步进电机运行状态信息的功能，包括运行速 度，当前运行的距离等信息。 系统的工作流程图如图 ! 所示：
’()%$"+&$# 单 片 机 ， 通 过 -4’=GH, 定 时 器 产 生 脉 冲 信
号，通过对脉冲信号的控制完成对步进电机的控制。 步进电机的驱动图如图 & 所示，其中 )IC 表示步进脉 冲 输 入 端 ， >4G 表 示 步 进 电 机 旋 转 方 向 的 正 反 选 择 位 ，
’()%$" 的 &* 位 定 时 器 中 断 可 用 于 时 间 计 数 ， 时 序 发
利 用 ’()%$" 专 用 工 具 而 设 计 的 扩 展 功 能 ， 提 供 了 友 好 的 用 户 界 面 和 强 大 的 调 试 系 统 ， 十 分 便 于 开 发 ’()%$" 系 列
收稿日期： !""# — "* — !.
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机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 && 期
电机控 制
% 步进电机的驱动
步进电机不同于一般的电机，所以它的驱动需要一 个专门的驱动器。驱动器的作用是根据控制信号，使步 进电机的绕组按照特定的顺序通断电，完成电机转子的 转动动作。 在本系统中采用 >’>%"$ 步进电 机 驱 动 器 ， 该 驱 动 器 可 以 进 行 !#* 细 分 ， 可 以 完 成 步 进 距 离 的 毫 米 精 度 的 控 制，满足本&<=& 年生，陕西西安人，硕士研究 生。研究领域：工业自动化和嵌入式控制系统。
基于MSP430的直流电机调速系统方案
石家庄铁道大学毕业设计基于MSP430的直流电机调速系统Speed Control System Of DC Motor Based OnMSP4302011届电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化学号 ********学生姓名梁春娇指导教师张育军完成日期 2011年6 月 1日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要本设计介绍了一种基于MSP430单片机实现的单闭环直流电机的调速系统，随着我国工业的发展，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
由于MSP430系列的单片机具有处理能力强、运算速度快、集成度高、外部设备丰富、超低功耗等优点, 本设计介绍了一种基于MSP430单片机实现的单闭环直流电机的调速系统，该系统利用MSP430单片机的Timer-A模式产生PWM波，通过改变PWM波的占空比来控制电机的速度，并着重介绍了PWM的调速原理。
其中采用光耦隔离的方法实现单片机与外部电路之间的电气隔离，PWM波经过功率驱动芯片放大后控制直流电机的电枢电压进行平滑调速并由霍尔元件检测出直流电机转速构成的速度反馈，设置四个独立性键盘分别控制电机的正反转、加速和减速，最后通过LED动态显示出直流电机的转速。
采用MSP430单片机控制直流电机的转速取代了以往的模拟控制，使控制精度高，而且方便系统的升级和改进，灵活性和适应性更强。
关键词：MSP430 PWM调速直流电机AbstractThis design introduces a MSP430 Microcontroller based single-loop DC motor speed control system, as Chinese industrial development, more and more production machinery required to achieve automatic speed control. MSP430 family of microcontrollers have the processing capacity, fast speed, high integration, the external device rich, ultra-low power consumption, etc.The design introduces a MSP430 Microcontroller based single-loop DC motor speed control system.The system uses the MSP430 microcontroller Timer-A mode PWM wave generated by changing the duty cycle of PWM wave to control motor speed, and highlights the PWM speed control principle. One method of using opto isolation between SCM and electrical isolation between the external circuit, PWM wave amplification through the power driver chip controls the DC motor armature voltage for smooth speed detected by the Hall element constitutes the speed of DC motor speed feedback. Set of four independent keyboard control motor, respectively, reversing, acceleration and deceleration. Finally, dynamic LED display DC motor speed. MSP430 MCU control with the speed of DC motor instead of a conventional analog control, the control of high precision, and easy system upgrades and improvements, greater flexibility and adaptability.Keywords: MSP430 PWM speed control DC motor目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的目的意义 (1)1.1.1 设计目的 (1)1.1.2 设计的意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 主要内容及方法手段 (2)1.3.1 主要内容 (2)1.3.2 方法手段 (2)1.3.3 预期达到的结果 (3)第二章器件的选用 (4)2.1 单片机MSP430 (4)2.1.1 MSP430的特点 (4)2.1.2 MSP430型号的选择 (4)2.1.3 MSP430F149 (5)2.2 电气隔离 (9)2.2.1 光耦的选择 (9)2.2.2 TLP521简介 (9)2.3 驱动模块 (11)2.3.1 驱动芯片的选择 (11)2.3.2 L298的介绍 (11)2.3.3 L298的引脚功能 (11)2.4 显示方式 (12)2.5 测速模块 (13)2.5.1 测速元件的选择 (13)2.5.2 霍尔效应及其原理 (13)2.5.3 CS3020的特征及应用 (14)2.5.4 CS3020的引脚说明 (14)2.6 键盘的选择 (14)第三章硬件电路设计 (16)3.1 系统设计原理 (16)3.2 单片机的最小系统 (16)3.2.1 电源 (16)3.2.2 复位电路 (18)3.2.3 晶体 (18)3.3 PWM波调速 (19)3.3.1 直流电机PWM的调速原理 (19)3.3.2 Timer-A实现PWM (20)3.3.3 键盘调速 (23)3.4 电机驱动电路 (24)3.4.1 电气隔离电路 (24)3.4.2 驱动电路 (25)3.5 LED显示 (27)3.6 测速电路 (28)第四章结论与展望 (30)4.1 结论 (30)4.2 展望 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)附录B (49)第一章绪论1.1 课题研究的目的意义1.1.1 设计目的随着我国工业的发展，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
基于单片机的电机转速监控系统设计
基于单片机的电机转速监控系统设计摘要本文设计了一种基于单片机的电机转速监控系统。
通过采集电机的脉冲信号，并利用单片机进行计算和处理，实现了对电机的实时监控和转速测量。
实验结果表明，该系统具有高精度、稳定性和实用性，可以应用于电机转速和运行状态的监测和控制等方面。
关键词：单片机，电机，转速监控，脉冲信号，计算处理AbstractThis paper designs a motor speed monitoring system based on single-chip microcomputer. By collecting the pulse signalof the motor and using the single-chip microcomputer for calculation and processing, real-time monitoring and speed measurement of the motor are realized. The experimentalresults show that the system has high accuracy, stability and practicality, and can be applied to the monitoring andcontrol of motor speed and operation status.Keywords: Single-chip microcomputer, Motor, Speed monitoring, Pulse signal, Calculation and processing1、引言电机是现代工业中广泛应用的一种动力设备，其转速的稳定性和可靠性对于生产效率和工作效果都有着重要的影响。
因此，对于电机运行状态的监测和控制显得尤为重要。
基于单片机的电机转速监控系统可以通过采集电机的脉冲信号，实现对电机的实时监测和转速测量，具有高精度、稳定性和实用性等特点，被广泛应用于电机控制和运行管理等领域。
基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统
基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统
宋强
【期刊名称】《科技情报开发与经济》
【年(卷),期】2006(016)008
【摘要】阐述了MSP430单片机的特点及直流脉宽(PWM)调速的方法,介绍了基于MSP430单片机的直流电动机测速调速控制系统.充分利用MSP430单片机的各种功能,借助于软件优势,构成了一个实用的单片机实时控制系统.在整个试验调试过程中,该系统运行可靠,性能优良.
【总页数】3页(P152-154)
【作者】宋强
【作者单位】太原理工大学,山西,太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TM33
【相关文献】
1.一种基于STM32单片机的直流电动机测速装置设计 [J], 邓滨;辛建军;张瑾;张孟强
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3.基于STM32单片机的直流电动机在线测速装置设计 [J], 李海;赵浚坚;周志毅;潘广川
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采用MSP430单片机的多传感器智能监控系统设计
引言随着科技的不断发展，信息化建设的步伐越来越快，控制系统向智能控制系统发展已成为一种趋势。
本文设计了一套基于MSP430单片机的智能监控系统，该系统通过单片机采集多路传感器信息，并通过相应数据通路将信息发送到主控平台，同时主控平台通过对采集到的信息进行判断，自动通过CAN 总线将控制信息发送到各个节点，单片机通过无线收发芯片接收控制信息，并驱动电动机实现相关控制。
工作原理原理简介本系统是使用MSP430单片机为核心的多传感器智能监控系统，图1为系统框图。
单个节点的控制和数据传输，使用MSP430单片机为核心。
各节点由角度传感器、温湿度传感器和风速传感器采集数据信息，数据通过由CC1020无线收发模块和CAN 通讯模块[1]组成的数据采集模块传输主控单片机，主控单片机通过以太网通信模块将信息传送到上位机；上位机进行数据处理和统一调度后通过数据通路反馈控制信息，各节点的单片机接收到相应命令后，通过控制步进式直流电动机实现相关操作。
系统结构系统硬件设计传感器选择(1)角度传感器SCA60C角度传感器SCA60C 仅可精确检测到0~90度的角度范围，在0~90度的倾角范围内，传感器输出的是正比于倾角大小的+0.5~+5V 的模拟电压信号。
(2)温湿度传感器DHT21DHT21数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复采用MSP430单片机的多传感器智能监控系统设计The Multi-sensor Intelligent Monitoring System Based on Micro Control Unit MSP430贾南 天津大学电子信息工程学院电子科学与技术系 (天津300072)摘要：智能控制在现代生活中变得越来越重要。
本文介绍了一种多传感器智能监控系统，该系统中各节点利用MSP430d单片机采集相关传感器信息，并通过无线收发芯片CC1020和CAN(控制局域网络)通讯模块将相关数据发送到主控单片机，主控单片机将数据通过以太网模块发送至网络服务器上，可实现远程监控。
基于单片机的电机转速测量系统设计概述
题目：基于单片机的电机转速测量系统设计摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。
模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。
数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。
随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。
本文便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。
电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。
本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。
本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。
详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。
充分发挥了单片机的性能。
本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。
其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。
关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器AbstractIn the project practice, we will meet each kind to need frequently to survey the rotational speed the situation, the survey rotational speed method divides into the simulation type and the digital two kinds. The simulation type uses measured that the fast generator is the detecting element, obtains the signal simulates the quantity. Digital usually uses the electro-optical encoder, the Hall part and so on is the detecting element, obtains the signal is the signal impulse. Along with microcomputer's widespread application, specially high performance price compared to monolithic integrated circuit's appearance, the tachometric survey uses generally take the monolithic integrated circuit as the core digital measuring technique I graduated from the Design of the issue is control of the intelligent use of SCM speed measuring instrument. The system is the motor speed measurement, and PC and can communicate that the motor speed, and to observe the motor running the basic situation.The main design AT89C51 control as the core, by the Hall sensor, LED digital CRT, HIN232CPE-level conversion, and a RS232. Detailed measurements of the speed of the SCM system and PC and the serial communication between the microcontroller. Give full play to the performance of the SCM. This paper is to measure the speed and displayed in five LED digital pipe.The advantage of a simple hardware and software capabilities improve, measuring speed, high precision and control system reliable, cost-effective and so on.Keyword：MSC-51(One-chip computer)；sensor；Tachometer目录摘要 (1)Abstract (3)1 序言 (5)2 系统功能分析 (6)2.1 系统功能概述 (6)2.2 系统要求及主要内容 (7)3 系统总体设计 (8)3.1 硬件电路设计思路 (8)3.2 软件设计思路 (9)4 硬件电路设计 (10)4.1 单片机模块 (10)4.1.1 处理执行元件 (10)4.1.2 时钟电路 (14)4.1.3 复位电路 (15)4.1.4 显示电路 (16)4.2 霍尔传感器简介 (19)4.2.1 霍尔器件概述 (19)4.2.2 霍尔传感器的应用 (20)4.2.3 AH41霍尔开关 (21)4.3 发送模块 (22)5 软件设计 (26)5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (26)5.1.1 单片机程序设计思路 (27)5.1.2 单片机转速计算程序 (27)5.1.3 二-十进制转换程序 (28)5.2 程序设计 (31)6 系统调试 (33)6.1 硬件调试 (33)6.2 软件调试 (34)6.3 综合调试 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录1 电路原理图 (38)1 序言智能化转速测量可以对电机的转速进行测量，电机在运行的过程中，需要对其平稳性进行监测，适时对转速的测量有效地可以反映电机的状况。
基于MSP430单片机的测速系统设计
基于MSP430单片机的测速系统设计金华;于瑞华【期刊名称】《微计算机信息》【年(卷),期】2012(000)003【摘要】本文论述了MSP430F149低功耗单片机TIMER_B捕获方式的工作原理。
并利用MSP430F149单片机捕获方式和红外对管传感器设计了速度测量系统，同时给出了精度计算方法和误差分析。
该系统具有精度高、功耗低、体积小、抗干扰等特点，可应用于子弹出膛速度测量，飞轮转速测量和其它需要精确测速的工业控制领域。
%The working principle of TIMER_B capture mode in MSP430F149 MCU was discussed. And a kind of speed measurement system was designed based on the TIMER_B capture mode and infrared twinborn LED. We calculated the precision and analysed the bounds of error. This system was provided with high precision and low power which could be applied to measure the flying bullet speed, the fly wheel speed and other region with high precise speed measurement.【总页数】2页(P14-15)【作者】金华;于瑞华【作者单位】中国人民公安大学安全防范系,北京102614;中国人民公安大学安全防范系,北京102614【正文语种】中文【中图分类】TP368【相关文献】1.基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统 [J], 宋强2.基于光纤传感器与MSP430单片机的动力陀螺测速技术研究 [J], 康宁;王绪安;冯一;蔡睿洁3.基于MSP430的动感单车测速系统设计 [J], 崔焕;程洋;丁元梦4.基于MSP430单片机的测速装置设计 [J], 李盘文;张玉琴5.基于MSP430单片机的超声波倒车雷达系统设计 [J], 陈希湘;朱嵘涛;王锦莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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２１ ０ ２年 ３月 Fra bibliotek苏 州 市 职业 大 学 学 报
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基 于 ＭＳ ４ ０单 片机 的 电机 智 能 转 速 监 测 系统 设 计 Ｐ３
淮文 军 ， 石贵 江 ， 汝彪 於
（ 州 市职 业 大 学 电 子 信 息 工 程 系 ，江 苏 苏 州 ２ ５ ０ ） 苏 １ １４
摘
要 ：设计 一种 由 ＭＳ ４ ０单 片机 构成 的智 能转速 监 测 系统． 系统 由与 电机 同轴 的齿 轮信 号 Ｐ３ 该
盘和 霍 尔转速 传感 器组 成 ， 对霍 尔转速 传 感 器输 出的信 号 进 行 滤波 和 整 形 ， 处理 后 的信 号 转换 使 成标 准 的方波 信号 ， 离后 由单 片机计 数 ， 隔 通过 Ｌ Ｄ显 示 实 时转速 值 ． Ｅ 与传 统 的 测速仪 相 比 ， 可设 定转 速监 测 范围 、 存储 设 定参数 ， 当电机 超 速 时 ， 可发 出报 警 信 号． 试验 证 明 ， 系统 测速 精度 高 ， 该
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：Ｍ Ｓ ４３ ｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｓ；Ｈａ ｌｓ ｅ ｄ ｓ ｎ ｏ ｓ ｓ ｌｔｏ Ｐ ０ ｍ ｃ ｏ ｏ ｔｏ ｌｒ ｌ ｐ ｅ ｅ ｓ ｒ ；ｉｏ ａｉ ｎ；ｍ ｏ ｉｏ ｎ ｎｔｒ ｇ ｉ
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电机 状 态监 测 可 靠．
关键 词 ：Ｍ Ｐ ３ Ｓ ４ ０单 片机 ； 尔转速 传 感 器 ；隔 离；监 测 霍
中 图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２７ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ８—５ ７ （ ０ ２ ０ ～０ １ １０ ４ ５ ２ １ ） １ ０ ５—０ ４
Ｄｅ ｉｎ ｏ Ｉ ｅｌｇ ｎ ｏ ｏ ｅ ｄ ｏ ｔ ｒｎｇ Ｓ ｓｅ ｓｇ ｆＡ ｎｔｌｉ ｅ ｔＭ ｔ ｒ Ｓｐ ｅ Ｍ ｎｉｏ ｉ ｙ ｔｍ Ｂａ ｅ ｏ ＣＵ Ｓ ３ ｓ ｄ ｎ Ｍ Ｍ Ｐ４ ０
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